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报告人： 王福敏 导 师 ： 龚先祖 2011-12-7

11 年硕士研究生中期考核. EAST H 模运行条件下偏虑器热负荷研究. 报告人： 王福敏 导 师 ： 龚先祖 2011-12-7. 报告内容. 课题内容 课题进展 存在的问题 下一步计划. 课题内容. 一、通过现有数据对 EAST H 模运行条件下偏虑器热负荷研究.

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报告人： 王福敏 导 师 ： 龚先祖 2011-12-7

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Presentation Transcript

  1. 11年硕士研究生中期考核 EAST H模运行条件下偏虑器热负荷研究 报告人： 王福敏 导 师 ： 龚先祖 2011-12-7

  2. 报告内容 • 课题内容 • 课题进展 • 存在的问题 • 下一步计划

  3. 课题内容 一、通过现有数据对EAST H模运行条件下偏虑器热负荷研究 根据2010年秋季红外热像仪诊断采集到的实验数据，研究H-mode中伴随的ELM-Free、typeⅠ ELMs和type Ⅲ ELMs时的靶板热负荷分布，并相互进行比较；将H-mode和L-mode进行比较，期待寻找出最优化的放电条件，以减小壁与等离子体的相互作用，减轻对壁的损伤。

  4. 课题内容 二、改进现有红外诊断系统，采集新的实验数据，研究H-mode运行条件下偏虑器内外靶板的热负荷分布。 原有系统视场小，观测不到上偏滤器，不利于数据分析。通过现有红外诊断系统的改造，为下一步的实验顺利进行做准备，以便采集到新的、全面的数据。从而更深入的对H-mode运行条件下偏虑器内外靶板的热负荷分布进行研究。

  5. 课题进展 红外热像仪诊断的改造 旧的诊断 该系统简易，容易实现，但是存在观察视场小的缺点

  6. 课题进展 内窥镜式大视场红外热像仪诊断系统 • 所里现有红外相机视场角较小，观测的范围有限，随着EAST的参数的不断提高，这样的观测方式将不能有效的为EAST实验安全运行提供一个有效的监测手段，也不利于热流的分析研究。为了解决这个问题，为现有红外相机设计一套过渡成像内窥镜系统，此系统将会安装在K窗口。光路设计如右图 • F number: 2 • Field of view: 46°× 59° 重要成像区

  7. 课题进展 光路原理 卡萨格林系统 11mm小孔 平面镜 椭球镜 后续光路

  8. 课题进展 shutter 前端镜子 卡式系统 实物图 可见光孔 相机 后续光路 此系统加工、调试已经完成，如右上图，等待安装，可见光孔观察窗已被张凌使用

  9. 课题进展 F窗口的直接观测-视场模拟图 偏滤器 Dome 模拟视场图 与Tore Supra的人合作，为他们相机（3-5um)所设计，观窗口为蓝宝石。

  10. 课题进展 M窗口的直接观测-视场模拟图 ITER –like migration tiles 视场模拟图 这两种方案设计已经完成，正在加工观察窗中

  11. 课题进展 二、实验数据分析 2010年秋季红外热像仪诊断实验数据统计-H模 使用有限元分析法将温度分布演化到热负荷分布，分析的区域如右图标出

  12. 课题进展 得到的温度分布和热负荷分布，并与探针数据进行对比 • 从温度分布图明显的看出来在靶板上有局部过热的现象存在 • 与探针信号有很好的吻合，说明我们这种方法的可靠性

  13. 课题进展 3.在同一炮中不同时刻热负荷分布的比较 图：EAST偏滤器内靶板在不同时刻的热负荷分布 图：DⅢ-D偏虑器外靶板在欧姆加热、L模、ELM-free H模三个阶段沉积功率密度的空间分布 • 左图放电参数：Ip=600KA,Bt=2T,PLHCD=1.1M • 左图中不同时刻的热负荷比较，开始欧姆加热时，靶板功率沉积密度很低，在加入低杂波后的L模中，沉积密度变大，而且峰化；进入H模后，功率沉积密度明显下降，其宽度变窄； • 在DIII-D上发现类似的结果.

  14. 课题进展 ELMs对热负荷剖面分布的影响 图：内外靶板热负荷分布在ELMy-free和ELMs之间的比较 图：离子饱和流的分布 • 放电参数：Ip=600KA,Bt=2T,PLHCD=1.1M，PICRF=0.75MW • 在ELMs期间，外靶板最大热负荷是内靶板的3倍左右，其分布剖面也明显不同，由图可知对外靶板影响更大？ • 与离子饱和流比较，结果都是外靶板高于内靶板

  15. 课题进展 ASIPP 单双零的区别 • 在单零中，出现了内靶板比外靶板高的情况，与前面不同 • 双零中，仍旧是外靶板高于内靶板 • 是否是ELMs的影响呢 图：#34407和#33068的比较

  16. 课题进展 100s长脉冲放电与6.5sH模比较 Time（s） 图：100s长脉冲放电参数 图：6.5sH模放电参数

  17. 课题进展 A、温度分布比较 #34068 #34068 100s长脉冲放电最高温度可达350℃左右，而对于6.5s的H模（有连续的typeIII的ELMs）放电， 最高温度只有220℃，且100s长脉冲放电局部过热现象更明显

  18. 课题进展 B、最大热负荷时刻剖面分布比较 图：#36609内外靶板最大热负荷分布 图：#34068内外靶板最大热负荷分布 • 从热负荷剖面分布图可以看出，内靶板分布的宽度100s长脉冲放电比H模 时窄的很多，表明其局部过热现象更明显。 • 虽然两炮温度差别很大，但是在内靶板的最大热负荷相差不大，相比较，在外靶板有更大的差别

  19. 存在的问题 问题1：在由温度演化到热负荷分布时，会有负值出现，分析可能是由于 靶板表面的再沉积引起的的； 解决：这个问题在目前红外诊断系统中都是存在的，但是对分析最大热负荷及其宽度并无影响。 问题2：对现有数据的分析不够，理论知识也有所欠缺，还有就是本轮实验的数据量不够； 解决：要加深理论知识的学习，并在下一轮实验中有目的采集所需要的数据。

  20. 下一步计划 • 在下轮实验开始前，完成系统的改造，做好前期准备 • 加快对本轮实验数据的分析，争取再完成一篇小论文 • 参加2012年春季实验，采集数据来补充和完善今年的数据 • 着手准备大论文，毕业

  21. ASIPP 谢谢！

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